KR101456329B1 - 캠 구조 - Google Patents

Abstract

캠 구조는 캠 샤프트 및 캠 로브를 포함한다. 캠 로브는 베이스 캠 및 밸브 리프트부의 말단부에 제공되는 롤러를 포함한다. 제1 플러스 밸브 가속도 피크는 밸브 리프트 시작시에 야기되고, 제2 플러스 피크는 밸브 리프트 종료시에 야기되며, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 가속도는 마이너스가 된다. 롤러의 외경 및 장착 위치는, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트의 시작 측에서 밸브 리프트부로부터 롤러로 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측에서 롤러로부터 밸브 리프트부로 타고 이동하도록 설정된다.

Description

캠 구조 {CAM STRUCTURE}

본 발명은 내연 기관(엔진)의 캠 구조에 관한 것이다.

엔진의 밸브 기구를 구성하는 캠 구조의 형태로서, 롤러가 캠 로브의 베이스 캠의 밸브 리프트부의 말단부에 제공되는 캠 구조가 알려져 있다. 롤러가 없는 캠 구조와 비교하여, 위 종래 기술과 같이 롤러를 구비한 캠 구조는 엔진의 낮은 회전 속도 영역에서의 감소된 캠 구동 토크 및 감소된 마찰력에 기인한 향상된 연료 경제성을 포함하는 우월한 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 아래 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2는 롤러를 구비한 캠 구조의 특정 예를 개시하고 있다.

특허 문헌 1은 엔진 작동에 연계하여 회전하는 캠 샤프트 및 엔진의 밸브 기구의 종동부를 구동하는 캠 로브를 포함하는 캠 구조(도면에서 도시 생략)를 개시한다. 캠 로브는 베이스 캠 및 롤러를 가진다. 베이스 캠은 원통형 부재 및 그 사이에 원통형 부재를 보유하는 2개의 판형 캠 피이스로 이루어지고, 베이스 원형부 및 밸브 리프트부를 가진다. 롤러는 밸브 리프트부의 말단부에 제공되고, 캠 샤프트의 축과 평행한 축에 대해서 자유롭게 회전하도록 구성된다. 캠 샤프트는 베이스 원형부에 형성된 샤프트 장착 구멍을 통해 삽입되고, 롤러의 회전 샤프트는 밸브 리프트부에 형성된 샤프트 장착 구멍을 통해 삽입된다.

특허 문헌 2는 엔진의 작동에 연계하여 회전하는 캠 샤프트 및 엔진의 밸브 기구의 종동부를 구동하는 캠 로브를 포함하는 캠 구조(도면에서 도시 생략)를 개시한다. 캠 로브는 베이스 원형부와 밸브 리프트부로 이루어지는 베이스 캠, 및 밸브 리프트부의 말단부에 제공되고 캠 샤프트의 축과 평행한 축에 대해서 자유롭게 회전하도록 구성되는 롤러를 가진다. 밸브 리프트부에 있어서, 말단부의 전체 외주연면은 절결되어 절결부를 형성한다. 롤러는 베이스 캠 내의 절결부에 끼워지고, 롤러 회전 샤프트는 스크류에 의해 베이스 캠의 양쪽면에 고정되는 플레이트에 의해 지지된다. 롤러의 외주연면과 대향하는 절결부의 대향면은 롤러를 향해 만곡된 곡면으로 형성된다. 롤러의 외주연면의 곡률 반경 및 대향면의 곡률 반경은 동일 위치에 중심을 가지고, 일정 폭을 가지는 갭이 롤러의 외주연면과 대향면 사이에 형성된다.

[특허 문헌]

[특허 문헌 1] 일본 실개소 63-147505호

[특허 문헌 2] 일본 실개소 63-065806호

특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 개시된 롤러를 구비한 캠 구조는 다음의 문제를 가진다.

롤러를 구비한 캠 구조에 있어서는, 캠 로브의 내구성 관점으로부터, 밸브 가속도의 피크, 즉 캠 로브가 밸브 기구의 종동부로부터 수용하는 최대 하중을 롤러 부분이 아닌 베이스 캠 부분으로 수용하는 것이 바람직하다. 그러나, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 어느 것에도, 밸브 가속도의 피크를 베이스 캠 부분으로 수용하는 구조는 개시되어 있지 않다.

또한, 특허 문헌 1에 개시된 캠 구조의 경우에 있어서, 베이스 원형부의 전체 두께는 실린더가 2개의 캠 피이스의 베이스 원형부 사이에 개재되기 때문에 크다. 반면, 밸브 리프트부의 전체 두께는 2개의 캠 피이스의 밸브 리프트부 사이에 아무것도 개재되지 않기 때문에 작다. 즉, 밸브 기구의 종동부와의 접촉 면적이 밸브 리프트부에서 좁아지게 된다. 이로 인해, 밸브의 가속도 피크를 롤러 부분이 아닌 베이스 캠 부분으로 수용하는 경우에도, 밸브 가속도 피크를 좁은 밸브 리프트부로 수용하게 된다. 따라서, 충분한 내구성을 얻을 수 없다는 우려가 있다.

또한, 특허 문헌 2에 개시된 캠 구조의 경우에 있어서, 롤러의 외주연면의 곡률 반경 및 절결부의 대향면의 곡률 반경이 동일한 위치에 중심을 가진다. 따라서, 롤러의 외주연면과 절결부의 대향면 사이에 형성된 갭은 좁아져 일정하게 된다. 즉, 갭의 개구가 좁아진다. 이로 인해, 롤러 직경 선택에 있어서의 자유도가 작아지게 된다. 또한, 갭을 경유하여 롤러에 윤활제를 공급하는 것이 어렵게 된다. 또한, 절삭물과 같은 이물질이 갭으로 들어가는 경우에, 이물질 배출 성능이 좋지 않으므로, 롤러 상에 절삭 비트가 잔류하게 될 우려가 있다.

캠 로브 및 캠 샤프트가 별도로 형성되는 경우, 캠 로브가 핀으로 캠 샤프트에 연결되는 것이 고려된다. 그러나, 캠 로브에 있어서 핀 구멍을 어디에 제공하는가에 따라, 캠 로브의 내구성이 훼손될 우려가 있다. 이로 인해, 핀이 사용될 때에는, 핀 구멍이 기술적으로 배치될 필요가 있다.

따라서, 베이스 캠 부분이 안전한 형태로 밸브 가속도 피크를 수용하게 함으로써 밸브 가속도 피크에 대해 충분한 내구성을 확보할 수 있는 캠 구조를 제공하는 것이 본 발명의 양호한 일 태양이다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 내연 기관의 작동과 연계하여 회전하도록 구성된 캠 샤프트 및 내연 기관의 밸브 기구의 종동부를 구동하도록 구성된 캠 로브를 포함하고, 상기 캠 로브는 베이스 원형부 및 밸브 리프트부가 형성되는 베이스 캠 및 밸브 리프트부의 말단부에 제공되고 캠 샤프트의 축과 평행한 축에 대해 회전하도록 구성되는 롤러를 포함하고, 베이스 캠은 제1 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 시작시에 야기되고, 제2 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 종료시에 야기되고, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 가속도가 마이너스가 되는 밸브 가속도 특성을 가지고, 롤러의 외경 및 장착 위치는, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트의 시작 측에서 밸브 리프트부로부터 롤러로 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측에서 롤러로부터 밸브 리프트부로 타고 이동하도록 설정되는 캠 구조가 제공된다.

캠 구조는, 롤러가 밸브 리프트부의 말단부에 형성되는 절결부에 제공되고, 롤러의 외주연면과 대향하는 절결부의 대향면의 에지부는 제1 및 제2 피크가 야기되는 부분보다 밸브 리프트부의 말단부에 근접하게 놓여지는 위치로 설정되도록 구성될 수도 있다.

캠 구조는, 절결부의 대향면이 롤러를 향해 만곡된 곡면이고, 곡면의 곡률 반경 및 롤러의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가지고, 곡면의 곡률 반경이 롤러의 외주연면의 곡률 반경보다 크게 설정되도록 구성될 수도 있다.

캠 구조는, 캠이 캠 샤프트와 별도로 형성되고, 베이스 원형부에는 이를 통해 캠 샤프트가 삽입되는 샤프트 장착 구멍이 형성되고, 캠은 대향면에 형성된 핀 구멍으로 삽입된 핀에 의해 캠 샤프트에 연결되도록 구성될 수도 있다.

핀 구멍의 직경은 핀 구멍의 내주연면과 핀의 외주연면 사이에 갭이 형성되도록 설정될 수도 있다.

캠 구조는, 캠 샤프트가 그 내부에 윤활제가 유동하는 오일 경로를 포함하고, 핀은 오일 경로와 연통하고 핀이 캠 샤프트에 연결된 상태에서 절결부의 대향면에 배치되는 단부에서 개방되는 오일 구멍을 포함하도록 구성될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 내연 기관의 작동과 연계하여 회전하도록 구성된 캠 샤프트 및 내연 기관의 밸브 기구의 종동부를 구동하도록 구성된 캠 로브를 포함하고, 캠 로브는 베이스 원형부와 밸브 리프트부가 형성되는 베이스 캠 및 밸브 리프트부의 말단부에 제공되고 캠 샤프트의 축과 평행한 축에 대해 회전하도록 구성되는 롤러를 포함하고, 베이스 캠은 제1 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 시작시에 야기되고, 제2 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 종료시에 야기되고, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 가속도가 마이너스가 되는 밸브 가속도 특성을 가지고, 롤러의 외경 및 장착 위치는, 제1 피크와 제2 피크 사이에서, 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트의 시작 측에서 밸브 리프트부로부터 롤러로 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측에서 롤러로부터 밸브 리프트부로 타고 이동하도록 설정되는 캠 구조가 제공된다. 따라서, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크, 즉 캠 로브가 밸브 기구의 종동부로부터 수용하는 최대 하중을 롤러부가 아니라 베이스 캠으로 수용할 수 있다. 이로 인해, 롤러가 베이스 캠의 밸브 리프트부의 말단부에 장착되는 캠 로브의 내구성이 향상된다.

또한, 롤러가 밸브 리프트부의 말단부에 형성되는 절결부에 제공되고, 롤러의 외주연면과 대향하는 절결부의 대향면의 에지부는 제1 및 제2 피크가 야기되는 부분보다 밸브 리프트부의 말단부에 근접하게 놓여지는 위치로 설정된다. 따라서, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크를 절결부가 제공되지 않으므로 두께가 두꺼운 베이스 캠의 밸브 리프트부 부분으로 수용할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 가속도 피크는 밸브 기구의 종동부와 넓은 접촉 면적을 가지는 부분에 의해 수용될 수 있다. 이로 인해, 캠 로브의 내구성이 향상된다.

절결부의 대향면이 롤러를 향해 만곡된 곡면이고, 곡면의 곡률 반경 및 롤러의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가지고, 곡면의 곡률 반경이 롤러의 외주연면의 곡률 반경보다 크게 설정된다. 따라서, 다음의 기능 및 효과를 얻을 수 있다. 즉, 절결부의 대향면을 곡면으로 형성함으로써, 절결부가 쉽게 설정될 수 있고, 이는 롤러의 외경 및 장착 위치의 선택에 있어서 자유도를 증가시킬 수 있다. 또한, 절결부의 대향면(곡면)의 곡률 반경 및 롤러의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가진다. 또한, 곡면의 곡률 반경이 롤러의 외주연면의 곡률 반경보다 더 크게 설정된다. 따라서, 넓은 개구 및 좁은 중심부를 가지는 갭(통로)이 롤러의 외주연면과 절결부의 대향면 사이에 형성된다. 결과적으로, 밸브 기구의 종동부(예를 들면, 밸브 태핏) 상의 윤활제는 절결부의 대향면의 에지부에 의해 떠올려져 롤러의 회전에 의해 롤러 부분으로 공급될 수 있다. 이는 롤러 주연의 윤활을 향상시키고, 적절한 양의 윤활제가 절결부 내에 유지될 수 있다. 따라서, 롤러와 종동부 사이의 미끄럼 저항이 감소된다. 추가로, 넓은 갭이 롤러의 외주연면과 절결부의 대향면 사이에 형성될 수 있기 때문에 절삭물과 같은 이물질에 대한 양호한 배출 성능이 제공될 수 있으므로, 이물질이 롤러에 물리는 것을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 롤러의 조립이 롤러의 외주연면과 절결부의 대향면 사이의 증가된 갭에 의해 향상될 수 있다.

캠이 캠 샤프트와 별도로 형성되고, 베이스 원형부에는 이를 통해 캠 샤프트가 삽입되는 샤프트 장착 구멍이 형성되고, 캠은 대향면에 형성된 핀 구멍으로 삽입된 핀에 의해 캠 샤프트에 연결된다. 따라서, 핀 구멍의 일 개구는 절결부의 대향면 상에 배치되고, 핀 구멍의 다른 개구는 베이스 원형부의 외주연면 상에 배치된다. 이로 인해, 종동부와의 밸브 리프트부의 접촉 면적이 감소되는 것이 방지되고, 즉 캠 로브의 내구성이 훼손되지 않게 되어, 그렇지 않은 경우 캠 로브의 제조시 야기될 수도 있는 왜곡의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

캠 샤프트는 그 내부에 윤활제가 유동하는 오일 경로를 포함하고, 핀은 오일 경로와 연통하고 핀이 캠 샤프트에 연결된 상태에서 절결부의 대향면에 배치되는 단부에서 개방되는 오일 구멍을 포함한다. 이로 인해, 윤활제가 안전한 형태로 절결부에 공급될 수 있기 때문에, 롤러와 종동부 사이의 미끄럼 저항이 보다 확실한 형태로 감소될 수 있다. 또한, 이를 통해 윤활제가 유동하는 오일 구멍이 핀의 내부에 제공되기 때문에, 캠 로브 내에 다른 구멍을 제공할 필요가 없게 됨으로써, 캠 로브의 내구성을 유지하는 것이 가능하게 된다.

도 1의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 캠 구조의 측면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에서 선 A-A를 따라 취한 단면도.
도 2는 도 1의 (b)에서 선 B-B를 따라 취한 단면도.
도 3은 핀이 캠 샤프트에 연결되기 전 최종 상태를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 캠 구조를 채용한 밸브 기구의 블록도.
도 5의 (a)는 본 발명의 비교예에 따른 캠 구조의 측면도이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에서 선 C-C를 따라 취한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 캠 구조 및 본 발명의 비교예에 따른 캠 구조의 밸브 리프팅에 관한 개별 영역을 비교한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 캠 구조의 밸브 작동 특성과 본 발명의 비교예에 따른 캠 구조의 밸브 작동 특성을 비교한 도면.

이하, 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 자세히 설명될 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 캠 구조(11)는 도 1의 (a), 도 1의 (b), 도 2 및 도 3을 참조하여 설명될 것이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 캠 구조(11)는 차량 구동 엔진의 작동에 연계하여 회전하는 캠 샤프트(12) 및 엔진의 밸브 기구의 종동부를 구동하는 캠 로브(13)를 포함한다. 도시 생략되었지만, 복수의 캠(13)은 엔진의 개별 실린더 내 밸브(흡기 밸브 또는 배기 밸브)의 개수에 대응하도록 캠 샤프트(12) 상에 제공된다. 이들 캠 로브(13)는 동일한 프로파일을 가진다.

캠 로브(13)는 베이스 캠(14) 및 롤러(15)를 가진다. 베이스 캠(14)은 베이스 원형부(14a) 및 밸브 리프트부(14b)에 의해 형성되고 그 전체 주연을 따라 연속으로 연장하는 외주연면을 가진다.

캠 구조(11)는 도 1의 (b)에서 화살표(D)에 의해 표시된 방향으로 회전한다. 밸브 리프트부(14b)는 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 우측에 밸브 리프트 시작 측을, 좌측에 밸브 리프트의 종료 측을 가진다. 즉, 도 1에 있어서 밸브 리프트부(14b)의 우측이 밸브 개구측이고, 좌측이 밸브 폐쇄측이다.

절결부(14e)가 밸브 리프트부(14b)의 말단부(캠 상부)(14d)에 제공된다. 절결부(14e)는 폭 방향(도 1의 (b)에 있어서 좌우 방향)에 있어서 밸브 리프트부(14b)의 말단부(14d)(밸브 리프트 말단부)의 중심부에 형성된다. 이로 인해, 밸브 리프트의 시작 측 및 밸브 리프트의 종료 측 상에 있어서 밸브 리프트부(14b)의 근접 단부(14f)(밸브 리프트 근접 단부)에서의 밸브 리프트부(14b)의 두께는 베이스 원형부(14a)와 같은 두께이다. 반면, 밸브 리프트 말단부(14d)에서의 밸브 리프트부(14b)의 전체 두께는 밸브 리프트 근접 단부(14f)에서의 두께보다 절결부(14e)의 두께만큼 더 작아진다.

롤러(15)는 밸브 리프트 말단부(14d)에 제공되고 캠 샤프트(12)의 축과 평행한 축에 대해서 자유롭게 회전하도록 구성된다. 롤러(15)는, 밸브 리프트 말단부(14d) 내에 형성된 샤프트 장착 구멍(14n) 및 캠 샤프트(12)의 축에 평행하도록 회전 샤프트(15a)를 롤러(15)에 형성된 샤프트 장착 구멍(15b)을 통해 삽입함으로써 롤러(15)가 절결부(14e)에 끼워진 상태에서 밸브 리프트 말단부(14d)에 장착된다. 또한, 롤러(15)는 그 외주연면의 일부가 밸브 리프트 말단부(14d)의 외주연면 보다 반경 방향 외측으로 더 돌출하도록 장착된다.

이후 상세히 설명되겠지만, 베이스 캠(14)은 밸브 리프트의 시작 측 상에서 제1 플러스 밸브 가속도 피크를 야기하고 밸브 리프트의 종료 측 상에서 제2 플러스 밸브 가속도 피크를 야기한다. 즉, 캠 로브(13)가 밸브 기구의 종동부로부터 수용하는 최대 하중이 밸브 리프트의 시작 측 및 밸브 리프트의 종료 측 상에서 야기된다. 베이스 캠(14)은 밸브 가속도가 제1 밸브 가속도 피크와 제2 밸브 가속도 피크 사이에서 마이너스가 되는 밸브 특성을 가진다. 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는 제1 밸브 가속도 피크와 제2 밸브 가속도 피크 사이에서 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트의 시작 측 상에서는 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)를 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측 상에서는 롤러(15)로부터 밸브 리프트부(14b)로 타고 이동하도록 설정된다.

롤러(15)의 외주연면과 대향하는 절결부(14e)의 대향면(14g)은 롤러(15)[밸브 리프트부(14b)의 말단부]에 대해 오목하게 만곡된 곡면으로 형성된다. 또한, 대향면(곡면)(14g)의 곡률 반경 및 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경은 다른 위치에 중심을 가지고, 전자가 후자보다 더 크게 설정된다. 이로 인해, 대향면(14g)과 롤러(15)의 외주연면 사이에 형성되는 갭(통로)(16)은 좌우 단부에서 개구(16a, 16b)에서 넓고, 그 중심부(16c)에서 좁다.

대향면(14g)의 일 에지부(14h)는 제1 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분[도 1의 (b)에서 별표로 표시된 부분](20a)보다 밸브 리프트 말단부(14d)에 근접 배치되도록 설정된다. 유사하게 대향면(14g)의 다른 에지부(14i)는 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분[도 1의 (b)에서 별표로 표시된 부분](20b)보다 밸브 리프트 말단부(14d)에 근접 배치되도록 설정된다. 즉, 제1 및 제2 피크가 야기되는 부분(20a, 20b)이 절결부(14e)가 형성되어 있지 않은 밸브 리프트부(14b)의 두꺼운 부분에 놓여지도록 설정된다. 결과적으로, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분(20a, 20b)은 밸브 기구의 종동부와 넓은 접촉 면적을 가지게 된다.

도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 캠 구조(11)[캠 로브(13)]의 밸브 리프트의 시작 측 및 밸브 리프트의 종료 측 상에서, 영역(a1, a1')은 밸브 리프트부(14b)에 있어서 절결부(14e)가 형성되지 않아서 두께가 두꺼운 영역이고, 영역(b1, b1')은 밸브 리프트부(14b)에 있어서 절결부(14e)가 형성되어서 두께가 얇은 영역이고, 영역(c1, c1')은 밸브 작동에 관계되는 롤러(15)의 영역이고, 영역(d1)은 베이스 원형부(14a) 영역이다. 즉, 영역(a1, a1')은 밸브 기구의 종동부와 넓은 접촉 면적을 가지는 영역이고, 영역(b1, b1')은 밸브 기구의 종동부와 작은 접촉 면적을 가지는 영역이고, 영역(c1, c1')은 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)를 향해 타고 이동하는 영역이다. 영역(a1, a1'), 영역(b1, b1') 및 영역(c1, c1') 간의 경계 위치는 절결부(14e)의 대향면(14g)의 곡률 반경 및 롤러(15)의 외경과 장착 위치의 설정에 따라 변화한다.

캠 로브(13)는 캠 샤프트(12)와 별개로 형성된다. 캠 샤프트(12)는 베이스 원형부(14a)에 제공되는 샤프트 장착 구멍(14c)을 통해 삽입된다. 이후, 캠 로브(13)는 대향면(14g) 내에 제공되는 핀 구멍(14j)을 경유하여 캠 샤프트(12)를 통해 캠 로브(13) 내부로 삽입되는 핀(22)에 의해 캠 샤프트(12)에 연결된다.

더 설명하면, 캠 샤프트(12)는 캠 샤프트(12)의 축과 직교하는 방향을 따라 형성되는 관통 구멍(12a)을 가진다. 핀(22)은 그 안에 적절한 위치로 체결되도록 관통 구멍(12a) 내부로 삽입(가압 끼워 맞춤)됨으로써, 핀(22)이 캠 샤프트(12)에 고정된다. 핀 구멍(14j)은 캠 샤프트(12)가 샤프트 장착 구멍(14c)을 통해 삽입된 상태에서 캠 샤프트(12)의 축과 직교하는 방향으로 연장하도록 베이스 캠(14) 내에 형성된다. 핀 구멍(14j)의 일 단부 개구(14k)는 대향면(14g) 위에 배치되고, 타단부 개구(14m)는 베이스 원형부(14a)의 외주연면 상에 배치된다. 또한, 핀 구멍(14j)의 직경은 갭(23)이 핀 구멍(14j)의 내주연면과 핀(22)의 외주연면 사이에 형성되도록 설정된다.

또한, 오일 경로(12b)가 캠 샤프트(12) 내에 형성되고, 오일 구멍(22a)이 핀(22) 내에 형성된다. 오일 경로(12b)는 캠 샤프트(12)의 축 방향을 따라 연장하도록 캠 샤프트(12) 내에 형성되고, 윤활제가 오일 경로(12b)의 내부를 통해 유동하게 된다. 핀(22)이 캠 샤프트(12) 내의 관통 구멍(12a)을 통해 베이스 캠(14) 내의 핀 구멍(14j) 내부로 삽입되어 핀(22)이 캠 샤프트(12)에 연결된 상태에서, 오일 구멍(22a)은 오일 경로(12b)와 연통하도록 핀(22) 내에 형성되고 절결부(14e)의 대향면(14g)에 배치된 단부에서 개방된다. 결과적으로, 오일 경로(12b) 내측을 유동하도록 윤활제 공급 장치로부터 공급되는 윤활제는 오일 구멍(22a)의 일단부(개구)로부터 오일 구멍(22a)으로 유입하여, 오일 구멍(22a) 내측을 유동하고, 타단부(개구)로부터 유출되어 롤러(15)에 공급되게 된다.

이어서, 본 실시예의 캠 구조(11)를 채택한 밸브 기구의 구성이 도 4를 참조하여 설명될 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 기구(30)는 캠 구조(11), 캠 구조(11)에 의해 구동되는 밸브 태핏(31)(밸브 기구의 종동부), 고정부(32) 및 밸브 태핏(31)과 고정부(32) 사이에 개재되는 밸브 스프링(33)으로 이루어진다. 밸브(41)의 근접 단부는 밸브 태핏(31)에 연결된다. 작은 갭이 밸브 태핏(31)과 캠 구조(11)의 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a) 사이에 설정되어, 불필요한 밸브 개폐 작동의 발생을 방지한다. 밸브는 흡기 밸브 또는 배기 밸브이다.

캠 샤프트(12)가 화살표(D)에 의해 표시된 방향으로 엔진의 작동과 연계하여 회전할 때, 캠 로브(13)는 캠 샤프트(12)와 함께 회전한다. 이때, 설정된 갭에 기인하여, 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a)가 밸브 태핏(31)과 대면하면서 베이스 원형부(14a)에 의해 밸브 태핏(31)에 가해지는 압력은 없어진다. 결과적으로, 밸브(41)는 개방 및 폐쇄 작동 모두를 수행하지 않고 밸브 스프링(33)의 스프링력에 의해 완전 폐쇄 상태로 유지된다. 이후, 캠 로브(13)가 더 회전하여 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a)로부터 밸브 리프트부(14b)를 향해 타고 이동할 때, 밸브 리프트부(14b)가 밸브 태핏(31)을 가압한다. 이로 인해, 밸브(41)가 밸브 스프링(33)의 스프링력에 대항하여 밸브 태핏(31)과 함께 아래로 가압됨으로써, 밸브(41)는 개방하기 시작한다. 즉, 밸브(41)가 리프트를 시작한다.

이어서, 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)를 향해 타고 이동할 때, 롤러(15)가 밸브 태핏(31)을 가압한다. 이로 인해, 밸브(41)는 밸브 스프링(33)의 스프링력에 대항하여 아래로 더 가압되고, 밸브 리프트가 더 증가됨으로써, 밸브 리프트량이 최대가 된다. 이후, 밸브(41)는 밸브 스프링(33)의 스프링력에 의해 위로 가압되어 폐쇄를 시작한다. 즉, 밸브(41)는 밸브 리프트를 종료하기 시작한다. 이후, 밸브는 완전히 폐쇄된다.

다음, 본 발명의 비교예에 따른 캠 구조(51)가 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)를 참조하여 설명될 것이다.

비교예의 캠 구조(51)는 롤러(15)의 외주연면과 대향하는 절결부(14e)의 대향면(14g)이 평면으로 형성되는 점에서 캠 구조(11)와 상이하다. 캠 구조(51)의 다른 구성은 캠 구조(11)의 구성과 유사하다.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 캠 구조(51)[캠 로브(13)]의 밸브 리프트의 시작 측 및 밸브 리프트의 종료 측 상에서, 영역(a2, a2')은 밸브 리프트부(14b)에 있어서 절결부(14e)가 형성되지 않아서 두께가 두꺼운 영역이고, 영역(b2, b2')은 밸브 리프트부(14b)에 있어서 절결부(14e)가 형성되어서 두께가 얇은 영역이고, 영역(c2, c2')은 밸브 작동에 관계되는 롤러(15)의 영역이고, 영역(d2)은 베이스 원형부(14a) 영역이다. 즉, 영역(a2, a2')은 밸브 기구의 종동부와 넓은 접촉 면적을 가지는 영역이고, 영역(b2, b2')은 밸브 기구의 종동부와 작은 접촉 면적을 가지는 영역이고, 영역(c2, c2')은 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)를 향해 타고 이동하는 영역이다.

도 6은 캠 구조(11)의 영역(a1, a1', b1, b1', c1, c1', d1)과 캠 구조(51)의 영역(a2, a2', b2, b2', c2, c2', d2)의 비교 결과를 도시한다. 캠 구조(11)에 서는 대향면(14g)이 곡면으로 형성되는 반면, 캠 구조(51)에서는 대향면(14g)이 평면으로 형성된다. 이로 인해, 캠 구조(11)에서는 제1 및 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분(20a, 20b)이 밸브 리프트부(14b)의 두께가 두꺼운 영역(a1, a1')에 배치된다. 반대로, 캠 구조(51)에서는 제1 및 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분(20a, 20b)이 밸브 리프트부(14b)의 두께가 얇은 영역(b2, b2')에 배치된다. 캠 구조(11)의 영역(c1, c1', d1) 및 캠 구조(51)의 영역(c2, c2', d2)은 동일하다.

다음, 캠 구조(11) 및 캠 구조(51)의 밸브 작동 특성(밸브 리프트 종료 특성, 밸브 가속도 특성)이 도 7을 참조하여 설명될 것이다. 캠 구조(11, 51)가 화살표(D)로 표시된 방향으로 회전할 때 각각의 캠 회전각에서의 캠 구조(11, 51)의 상태가 (a) 내지 (d)와 같이 도시된다. 절결부(14e)의 대향면(14g)이 곡면으로 형성된 구조(11)의 각각의 상태는 실선으로 표시되는 반면, 대향면(14g)이 평면으로 형성된 구조(51)의 각각의 상태는 일점 쇄선으로 표시된다. (e)에 도시된 바와 같이, 왼쪽 좌표축은 밸브 리프트량을 나타내고 우측 좌표축은 밸브 가속도를 나타내고, 가로축은 캠 회전각을 나타낸다. 도 7에 있어서, 점선은 베이스 캠(14)의 밸브 리프트 특성을 나타내고, 실선은 베이스 캠(14)의 가속도 특성을 나타낸다. 또한, 도 7에 있어서, 일점 쇄선은 롤러(15)의 밸브 리프트 특성을 나타내고, 이점 쇄선은 롤러의 밸브 가속도 특성을 나타낸다. 밸브 가속도는 밸브 각속도의 시간 미분을 나타내는 수치임에 주목하여야 한다.

도 7의 (e)에 도시된 바와 같이, 캠 구조(11) 및 캠 구조(51)는 동일한 밸브 리프트 특성 및 밸브 가속도 특성을 가진다. 이로부터 밸브 리프트 특성 및 밸브 가속도 특성은 절결부(14e)의 대향면(14g)의 형상에 관계없이 일정함을 알 수 있다. 반면, 밸브 리프트 특성 및 밸브 가속도 특성은 제1 및 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 영역과 관련하여서는 두 구조 사이에 차이가 있다.

이를 상세히 설명하면, 도 7의 (e)에 도시된 바와 같이, 캠 구조(11, 51)의 밸브 가속도 특성에 있어서, 플러스 밸브 가속도 피크(P1 내지 P6)가 야기된다.

먼저, 밸브 리프트의 시작 측 상에서, 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a)[영역(d1, d2)]로부터 밸브 리프트부(14b)[영역(a1, a2)]로 타고 이동할 때 작은 밸브 가속도 피크(P1)가 야기된다.

이후, 밸브 가속도가 한번 0이 된 이후, 큰 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크)가 야기되고, 밸브 리프트[밸브(41)의 개방]가 급속하게 증가된다. 이어서, 캠 구조(11)에서는, 에지부(14h)의 위치가 절결부(14e)의 대향면(14g)을 곡면으로 형성함으로써 조정되기 때문에 밸브 가속도 피크(P2)가 밸브 리프트부(14b) 중 두께가 두꺼운 영역(a1)에서 야기된다. 반면, 캠 구조(51)에서는, 절결부(14e)의 대향면(14g)이 평면으로 형성되고 에지부(14h)의 위치가 조정되지 않는다. 따라서, 밸브 가속도 피크(P2)가 밸브 리프트부(14b) 중 두께가 얇은 영역(b2)에서 야기된다.

밸브 각속도 피크(P2)가 야기된 이후, 밸브 가속도는 감소하여 마이너스가 된다. 밸브 각속도 피크(P2)보다 작은 밸브 각속도 피크(P3)는 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(b2)]로부터 롤러(15)[영역(c2)]로 타고 이동할 때 야기된다. 즉, 캠 구조(11)에서는 베이스 캠(14)의 밸브 가속도 특성에 있어서, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 밸브 리프트의 시작 측 상에서 플러스 밸브 가속도 피크(P2)가 야기된 이후 밸브 가속도가 감소하여 마이너스가 될 때, 또는 밸브 가속도 피크(P2)로부터 밸브 가속도가 감소하는 도중에, 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(b1)]로부터 롤러(15)[영역(c1)]로 매끄럽게 타고 이동하도록 설정된다.

밸브 가속도 피크(P3)가 야기된 이후, 밸브 가속도가 마이너스를 유지하는 상태가 계속된다. 그러나, 이 기간 동안, 밸브 리프트량[밸브(41)의 개방]은 그 최대치에 도달하고, 이후 밸브 리프트량은 감소한다. 즉, 밸브 리프트의 시작으로부터 밸브 리프트의 종료로의 전환이 발생하는 것이다. 다르게는, 밸브 개방 단계로부터 밸브 폐쇄 단계로의 전환이 발생하는 것이다.

밸브 리프트의 종료 측 상에서, 밸브 가속도 피크(P4 내지 P6)가 밸브 리트의 시작 측 상에서 밸브 가속도 피크(P1 내지 P3)가 야기되는 순서와는 반대 순서로 야기된다. 먼저, 밸브 태핏(31)이 롤러(15)[영역(c1, c2)]로부터 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(b1', b2')]로 타고 이동할 때, 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크)보다 작은 밸브 가속도 피크(P4)가 야기된다. 즉, 캠 구조(11)에서는, 베이스 캠(14)의 밸브 가속도 특성에 있어서, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 플러스 밸브 가속도 피크(P5)가 야기되기 이전의 밸브 가속도가 밸브 리프트의 종료 측 상에서 마이너스가 될 때, 또는 밸브 가속도 피크(P5)로 밸브 가속도가 증가하는 도중에, 밸브 태핏(31)이 롤러(15)[영역(c1')]로부터 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(b1)]로 타고 이동하도록 설정된다.

밸브 가속도 피크(P4)가 야기된 이후, 큰 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크)가 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)에서 야기된다.

즉, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크)와 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크) 사이에서, 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 종료 측 상에서 롤러(15)[영역(c1, c2)]로부터 밸브 리프트부(14b)로 타고 이동하고 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 시작 측 상에서 밸브 리프트부(14b)[영역(b1, b2)]로부터 롤러(15)[영역(c1, c2)]로 타고 이동하도록 설정된다.

다르게는, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크) 이후 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크) 이전까지의 기간에서, 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 종료 측 상에서 롤러(15)[영역(c1, c2)]로부터 밸브 리프트부(14b)로 타고 이동하고 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 시작 측 상에서 밸브 리프트부(14b)[영역(b1, b2)]로부터 롤러(15)[영역(c1, c2)]로 타고 이동하도록 설정된다. 상기 기간은 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크)가 야기되는 시점 및 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크)가 야기되는 시점을 포함하지 않는다.

또한, 에지부(14i)의 위치가 절결부(14e)의 대향면(14g)을 곡면으로 형성함으로써 조정되는 캠 구조(11)에서는, 밸브 가속도 피크(P5)가 두께가 두꺼운 밸브 리프트부(14b)의 영역(a1')에서 야기된다. 반면, 절결부(14e)의 대향면(14g)이 평면으로 형성되어, 에지부(14i)의 위치가 조정되지 않는 캠 구조(51)에서는, 밸브 가속도 피크(P5)가 두께가 얇은 밸브 리프트부(14b)의 영역(b2')에서 야기된다.

이후, 밸브 가속도가 한번 0이 된 이후, 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(a1', a2')]로부터 베이스 원형부(14a)로 타고 이동할 때 작은 밸브 가속도 피크(P6)가 야기된다.

도 7은 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a) 및 밸브 태핏(31) 사이의 갭이 고려되지 않은 경우에 있어서 밸브 작동 특성을 도시한다. 실제는, 갭이 존재하기 때문에, 작은 밸브 가속도 피크(P1, P6)는 야기되지 않는다. 따라서, 큰 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크)는 밸브 리프트의 시작 초기에 야기되고, 큰 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크)는 밸브 리프트의 종료 말기에 야기된다.

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 엔진의 작동과 연계하여 회전하는 캠 샤프트(12) 및 엔진의 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31)을 구동하는 캠 로브(13)를 포함하고, 캠 로브(13)는 베이스 원형부(14a)와 밸브 리프트부(14b)가 형성되는 베이스 캠(14) 및 밸브 리프트 말단부(14d)에 제공되고 캠 샤프트(12)의 축과 평행한 회전 샤프트(15a)에 대해 회전하도록 구성되는 롤러(15)를 포함하고, 베이스 캠(14)은 제1 플러스 밸브 가속도 피크(P2)가 밸브 리프트 시작시에 야기되고, 제2 플러스 밸브 가속도 피크(P5)가 밸브 리프트 종료시에 야기되고, 제1 밸브 가속도 피크(P2)와 제2 밸브 가속도 피크(P5) 사이에서 밸브 가속도가 마이너스가 되는 밸브 가속도 특성을 가지고, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 제1 밸브 가속도 피크(P2)와 제2 밸브 가속도 피크(P5) 사이에서, 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 시작 측에서 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)로 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측에서 롤러(15)로부터 밸브 리프트부(14b)로 타고 이동하도록 설정되는 캠 구조(11)가 제공된다. 따라서, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크(P2, P5), 즉 캠 로브(13)가 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31)으로부터 수용하는 최대 하중을 롤러(15) 부분이 아니라 베이스 캠(14)으로 수용할 수 있다. 이로 인해, 롤러(15)가 베이스 캠(14)의 밸브 리프트 말단부(14d)에 장착되는 캠 로브(13)의 내구성이 향상된다.

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 롤러(15)가 밸브 리프트 말단부(14d)에 형성되는 절결부(14e)에 제공되고, 롤러(15)의 외주연면과 대향하는 절결부(14e)의 대향면(14g)의 에지부(14h, 14i)는 제1 및 제2 밸브 가속도 피크(P2, P5)가 야기되는 부분(20a, 20b)보다 밸브 리프트 말단부(14d)에 근접하게 놓여지는 위치(20a, 20b)로 설정된다. 따라서, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크(P2, P5)를 절결부(14e)가 제공되지 않으므로 두께가 두꺼운 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b) 부분으로 수용할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 가속도 피크(P2, P5)는 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31)과 넓은 접촉 면적을 가지는 부분에 의해 수용될 수 있다. 이로 인해, 캠 로브(13)의 내구성이 향상된다.

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 절결부(14e)의 대향면(14g)이 롤러(15)를 향해 오목하게 만곡된 곡면으로 형성되고, 곡면의 곡률 반경 및 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가진다. 또한, 곡면의 곡률 반경이 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경보다 크게 설정된다. 따라서, 다음의 기능 및 효과를 얻을 수 있다. 즉, 절결부(14e)의 대향면(14g)을 곡면으로 형성함으로써, 절결부(14e)가 쉽게 설정될 수 있고, 이는 롤러(15)의 외경 및 장착 위치의 선택에 있어서 자유도를 증가시킬 수 있다.

또한, 절결부(14e)의 대향면(14g)의 곡률 반경 및 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가진다. 또한, 곡면의 곡률 반경이 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경보다 더 크게 설정된다. 따라서, 넓은 개구(16a, 16b) 및 좁은 중심부(16c)를 가지는 갭(통로)이 롤러(15)의 외주연면과 절결부(14e)의 대향면(14g) 사이에 형성된다. 결과적으로, 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31) 상의 윤활제가 절결부(14e)의 대향면(14g)의 에지부(14h, 14i), 양호하게는 에지부(14i)에 의해 떠올려져, 롤러(15)의 회전에 의해 롤러(15) 부분으로 공급될 수 있다. 이는 롤러(15) 주연의 윤활을 향상시키고, 적절한 양의 윤활제가 절결부(14e) 내에 유지될 수 있다. 따라서, 롤러(15)와 밸브 태핏(31) 사이의 미끄럼 저항이 감소된다. 추가로, 롤러(15)의 외주연면과 절결부(14e)의 대향면(14g) 사이에 형성되는 갭(16)이 넓은 개구(16a, 16b)를 가지기 때문에, 갭(16)으로부터의 절삭물과 같은 이물질에 대한 양호한 배출 성능이 제공될 수 있으므로, 이물질이 롤러(15)에 물리는 것을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 롤러(15)의 조립이 롤러(15)의 외주연면과 절결부(14e)의 대향면(14g) 사이의 증가된 갭(16)에 의해 향상될 수 있다.

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 캠 로브(13)가 캠 샤프트(12)와 별도로 형성되고, 캠 로브(13)는 캠 샤프트(12)가 베이스 원형부(14a)에 제공되는 캠 샤프트 구멍(14c)을 통해 삽입된 이후에 대향면(14g)에 형성된 핀 구멍(14j)으로 삽입된 핀(22)에 의해 캠 샤프트(12)에 연결된다. 따라서, 핀 구멍(14j)의 일 개구(14k)는 절결부(14e)의 대향면(14g) 상에 배치되고, 핀 구멍(14j)의 다른 개구(14m)는 베이스 원형부(14a)의 외주연면 상에 배치된다. 이로 인해, 밸브 태핏(31)과의 밸브 리프트부(14b)의 접촉 면적이 감소되는 것이 방지되고, 즉, 캠 로브(13)의 내구성이 훼손되지 않게 되어, 그렇지 않은 경우 캠 로브(13)의 제조시 야기될 수도 있는 왜곡의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 캠 샤프트(12)는 그 내부에 이를 통해 윤활제가 유동하는 오일 경로(12b)를 포함하고, 핀(22)은 오일 경로(12b)와 연통하고 핀(22)이 캠 샤프트(12)에 연결된 상태에서 절결부(14e)의 대향면(14g)에 배치되는 단부에서 개방되는 오일 구멍(22a)을 포함한다. 이로 인해, 윤활제가 안전한 형태로 절결부(14e)에 공급될 수 있기 때문에, 롤러(15)와 밸브 태핏(31) 사이의 미끄럼 저항이 보다 확실한 형태로 감소될 수 있다. 또한, 이를 통해 윤활제가 유동하는 오일 구멍(22a)이 핀(22)의 내부에 제공되기 때문에, 캠 로브(13) 내에 다른 구멍을 제공할 필요가 없게 됨으로써, 캠 로브(13)의 내구성을 유지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은 엔진용 캠 구조에 관한 것으로 롤러를 구비한 캠 구조에 적용될 때 유용하다.

11 : 캠 구조
12 : 캠 샤프트
12a : 관통 구멍
12b : 오일 경로
13 : 캠 로브
14 : 베이스 캠
14a : 베이스 원형부
14b : 밸브 리프트부
14c : 샤프트 장착 구멍
14d : 밸브 리프트 말단부
14e : 절결부
14f : 밸브 리프트 근접 단부
14g : 절결부의 대향면
14h, 14i : 대향면의 에지부
14j : 핀 구멍
14k, 14m : 핀 구멍의 개구
14n : 샤프트 장착 구멍
15 : 롤러
15a : 롤러 회전 샤프트
15b : 샤프트 장착 구멍
16 : 절결부의 대향면과 롤러의 외주연면 사이의 갭
16a, 16b : 갭의 개구
16c : 갭의 중심부
20a : 제1 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분
20b : 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분
22 : 핀
22a : 오일 구멍
23 : 핀 구멍의 내주연면과 핀의 외주연면 사이의 갭
30 : 밸브 기구
31 : 밸브 태핏
32 : 고정부
33 : 밸브 스프링
41 : 밸브(흡기 밸브 또는 배기 밸브)
51 : 캠 구조

Claims (6)

1. 내연 기관의 작동과 연계하여 회전하도록 구성된 캠 샤프트와,
   상기 내연 기관의 밸브 기구의 종동부를 구동하도록 구성된 캠 로브를 포함하고,
   상기 캠 로브는,
   베이스 원형부 및 밸브 리프트부가 형성되는 베이스 캠과,
   상기 밸브 리프트부의 말단부에 제공되고 상기 캠 샤프트의 축과 평행한 축에 대해 회전하도록 구성되는 롤러를 포함하고,
   상기 베이스 캠은 제1 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 시작시에 야기되고, 제2 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 종료시에 야기되고, 밸브 가속도가 제1 피크와 제2 피크 사이에서 마이너스가 되는 밸브 가속도 특성을 가지고,
   상기 롤러의 외경 및 장착 위치는, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 상기 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트의 시작 측에서 상기 밸브 리프트부로부터 상기 롤러로 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측에서 상기 롤러로부터 상기 밸브 리프트부로 타고 이동하도록 설정되고,
   상기 롤러는 상기 밸브 리프트부의 말단부에 형성되는 절결부에 제공되고,
   상기 롤러의 외주연면과 대향하는 상기 절결부의 대향면의 에지부는 제1 및 제2 피크가 야기되는 부분보다 상기 밸브 리프트부의 말단부에 근접하게 놓여지는 위치로 설정되고,
   상기 절결부의 대향면은 롤러를 향해 만곡된 곡면이고,
   상기 곡면의 곡률 반경 및 상기 롤러의 외주연면의 곡률 반경은 다른 위치에 중심을 가지고, 상기 곡면의 곡률 반경은 상기 롤러의 외주연면의 곡률 반경보다 크게 설정되는, 캠 구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 캠은 캠 샤프트와 별도로 형성되고,
   상기 베이스 원형부에는 상기 캠 샤프트가 삽입되는 샤프트 장착 구멍이 형성되고,
   상기 캠은 상기 대향면에 형성된 핀 구멍에 삽입된 핀에 의해 상기 캠 샤프트에 연결되는, 캠 구조.
5. 제4항에 있어서, 상기 핀 구멍의 직경은 상기 핀 구멍의 내주연면과 상기 핀의 외주연면 사이에 갭이 형성되도록 설정되는, 캠 구조.
6. 제5항에 있어서, 상기 캠 샤프트는 그 내부에 윤활제가 유동하는 오일 경로를 포함하고,
   상기 핀은 상기 오일 경로와 연통하고 상기 핀이 상기 캠 샤프트에 연결된 상태에서 상기 절결부의 대향면에 배치되는 단부에서 개방되는 오일 구멍을 포함하는, 캠 구조.
   

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